第三章第三节流量检测及仪表课件.pptVIP

第三节 流量检测及仪表 一、概述 1.流量、总流量的定义 流量:是单位时间内通过管道某一截面的流体数量的大小. 总量:在某一段时间内流过管道流量的总和。 流量和总量可用质量表示,还可用体积表示。 质量流量(M)和体积流量(Q)之间的关系是:M=Qρ ρ--流体的密度， M单位为kg/h；Q单位为m3/h, 流量和总量之间的关系是: 测量流体流量的仪表叫流量计,测量流体总量的仪表 叫计量表。 2.流量计的分类 速度式流量仪表:以测量流体在管道内的速度作为 测量依据来计算流量的仪表。如差压式流量计、 转子流量计、电磁流量计、涡轮流量计等。 容积式流量计:?以单位时间内所排出流体的固定 容积的数目作为测量依据来计算流量的仪表。如 椭圆齿轮流量计、活塞式流量计等。 质量式流量计:?以测量流体流过的质量 M 为依据 的流量计。分直接式流量计和间接式流量计。它 具有测量精度不受流体的温度、压力、粘度等变 化影响的优点。有发展前途的仪表。 二、差压式流量计 工作原理:是基于流体流动的节流原理,利用流体流经节 流装置时产生的压力差而实现流量测量的。(节流面积不 变,以差压变化来反映流量的大小。) 组成:由将被测流量转换成差压的节流装置和将此差压转 换成对应的流量值显示出来的差压计以及显示仪表。 1. 节流现象与流量基本方程 (1). 节流现象 节流现象:流体在流经节流装置的管道时,在节流装置前 后的管壁处,流体的静压力产生差异的现象。 节流装置:包括节流件、取压装置。 节流件:使管道中的流体产生局部收缩的元件。如孔板、 喷嘴和文丘里管等。 以孔板为例说明节流现象:如下图所示： 流动的流体具有能量,即静压能和动能。流体由 于有压力而具有静压能,又由于流体有流动速度 而具有动能。两者在一定的条件下可相互转化, 但能量是守恒的。 以孔板为例说明节流现象:如右图, 表示在孔板前后流体的速度与压力的分布情况。 流体在管道截面Ⅰ前,流速v1,静压 力P’1。接近节流装置时,受到节流 装置的阻挡,靠近管壁的流体阻挡 作用最大,使一部分动能转换为静 压能,则节流装置入口靠近管壁处 的流体静压力升高,比管道中心处 的压力大,这一径向压差使管壁处 的流体向管道中心处流动,形成流 束的收缩运动。由于惯性作用,流 束的最小截面在Ⅱ处,这时流速最 大v2,随后流束又逐渐扩大,到截面 Ⅲ后恢复正常v3= v1。 以孔板为例说明节流现象:如下图,表示在孔板前后流体的速度与压力的分布情况。 节流装置前后压差的大小与 流量有关。流量越大,产生的 压差就越大。只要测出孔板 前后两侧压差的大小,即可表 示流量的大小,这是节流装置 测量流量的基本原理。 (2).流量基本方程:是阐明流量与压差之间定量关系的基 本流量公式。根据流体力学中的伯努利方程和流体连续 性方程式推导而得的,即： —流量系数,它与节流装置的结构形式、 取压方式、孔口截面积与管道截面积之 比、雷诺数、孔口边缘锐度、管壁粗糙 度等因素有关;标准节流装置,查阅手册。 —膨胀校正系数,与孔板前后压力的相对变化量、介质 的等熵指数、孔口截面积与管道截面积之比等因素有关, 应用时可查阅手册。 但对不可压缩的液体,取 =1。 F0—节流装置的开孔截面积。 ΔP—节流装置前后实际测得的压力差。 —节流件前的流体密度。 流量方程中系数的讨论： 流量系数( ): 是一个受许多因素影响的综合性参数。对 标准节流装置,查手册可得;对非标准节流装置,由实验方 法确定。则在设计节流装置时, 对特定条件,选定一个值。 总之,节流装置测量流量时,应在设计规定的条件下使用, 流量方程中各系数才能保持常数,才能保证测量的准确 度。如果实际使用条件偏离设计值时, 会引入附加误差, 此时应对测量结果视对测量准确度的不同要求而作适 当修正。 ,流量标尺刻度是非均匀的。为了 保证测量的准确,被测值不应接近仪表的下限值。 2.标准节流装置 (1).定义:进行设计计算时,有统一标准的规定、要 求和计算所需要的通用化的实验数据资料的节流 装置称标准节流装置,如孔板、喷嘴、文丘里管 等。使用时可以查阅有关资料手册。 (2).标准节流装置的取压方式(ΔP= P1-P2) 角接取压法:孔板(喷嘴)前后两端面与管壁的夹角 处取压。 法兰取压法:离开孔板上下游各1英寸处取样,又称 一英寸法兰接法。 标准孔板采用角接取压法和法兰取压法。标准喷 嘴